第四章 化学反应与电能 测试题 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第四章 化学反应与电能测试题 一、选择题 1．实验小组研究金属电化学腐蚀，实验如下： 序号 实验 实验Ⅰ 铁钉表面及周边未见明显变化 铁钉周边零星、随机出现极少量红色和蓝色区域，有少量红棕色铁锈生成 实验Ⅱ 铁钉周边出现红色区域，未见蓝色出现 锌片周边未见明显变化 铁钉周边红色加深，区域变大，未见蓝色出现 锌片周边未见明显变化 下列说法不正确的是 A．实验Ⅰ的现象说明溶液与反应生成了 B．实验Ⅱ中保护了，使铁的腐蚀速率比实验Ⅰ慢 C．实验Ⅱ中正极的电极反应式： D．若将片换成片，推测片周边会出现红色，铁钉周边会出现蓝色 2．2020年新型冠状病毒肺炎疫情在世界范围内暴发。病毒对消毒剂敏感，75%酒精、双氧水等均可灭活病毒。科学家报告了一种直接电化学合成H2O2的方法，装置如图。下列叙述不正确的是 A．该装置的工作原理是将化学能转化成电能 B．b极发生的电极反应为O2+H2O+2e-=HO+OH- C．电池工作时，内部发生反应：HO+OH-+2H+=H2O2+H2O D．电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L(标准状况) 3．我国科学家近期开发了一种高性能的水系锰基锌电池。 其工作原理如图所示，已知该装置工作一段时间后，K2SO4溶液的浓度增大。下列说法正确的是 A．电子流向:Zn电极→b膜→a膜→MnO2电极→负载→Zn电极 B．负极的电极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O C．a膜为阴离子交换膜，b膜为阳离子交换膜 D．装置工作一段时间后，正极区溶液的pH降低 4．下列指定反应的离子方程式书写正确的是 A．过量与“84”消毒液反应： B．用惰性电极电解溶液： C．溶液中加足量溶液： D．与反应： 5．21世纪化学的最新定义为“化学是一门创造新物质的科学”。下列有关说法不正确的是 A．开发利用太阳能、生物质能等清洁能源，有利于节约资源 B．为增强治疗缺铁性贫血效果，可在口服硫酸亚铁片时同服维生素C C．铝合金的大量使用归功于人们能使用焦炭从氧化铝中获得铝 D．葡萄中含有的花青素在碱性环境下显蓝色，可用苏打粉检验假葡萄酒 6．下列指定反应的离子方程式正确的是 A．钠与水反应： B．向溶液中加入足量氨水： C．用石墨电极电解溶液： D．碱性条件下，将NO氧化为： 7．下列实验方案及实验结论都正确的是 选项 实验目的 实验方案 实验结论 A 证明、、的氧化性 向溶液中加入过量HI溶液充分反应后，再滴加KSCN溶液，溶液未变红。 氧化性： B 证明具有氧化性 向一定量溶液中滴加少量溶液，紫色褪去。 具有氧化性 C 验证铁的吸氧腐蚀 在一块已除锈的生铁片上滴1滴含有酚酞的食盐水，静置2~3min，溶液边缘出现红色 铁片上发生吸氧腐蚀 D 配制100mL的溶液 将16g溶于水用100mL容量瓶配制溶液 所得溶液浓度为 A．A B．B C．C D．D 8．电解精炼铜时，纯铜做____，粗铜做_____ A．阳极 阳极 B．阴极 阴极 C．阳极 阴极 D．阴极 阳极 9．下列有关生活中的化学说法不正确的是 A．江河入海口三角洲的形成与胶体的性质有关 B．霓虹灯管里面填充了氦、氖、氩等稀有气体 C．废弃的锂电池属于无害垃圾没必要进行分类 D．由洗发液显碱性可以推知护发素应该为酸性 10．氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水的示意图如下。下列说法正确的是 A．电子从电极B经溶液流向电极A B．电极A发生还原反应 C．电极B为阴极 D．c处是稀氯化钠溶液 11．下列关于钢铁腐蚀的叙述不正确的是 A．钢铁在潮湿的空气中易腐蚀 B．钢铁腐蚀的主要原因是化学腐蚀 C．腐蚀使钢铁色泽、外形等发生变化 D．一般情况下，温度对钢铁的化学腐蚀影响较明显 12．纽扣电池是一种携带方便的微型银锌电池，其结构如图所示，下列有关说法正确的是 A．电池工作时，电子从锌极经过KOH溶液流向 B．电池工作一段时间后，电解质溶液的碱性不变 C．电池工作时，负极反应式为 D．电池工作时，向锌电极方向移动 二、非选择题 13．原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。 (1)下列装置中能够组成原电池的是______(填序号)。 (2)如图是某锌锰干电池的基本构造图。该碱性锌锰干电池的总反应式为2MnO2+Zn+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2，该电池工作时正极的电极反应式为______。 (3)尿素[CO(NH2)2]燃料电池可直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化水，又能发电。其装置如图所示：负极电极反应为：______。 (4)肼—空气燃料电池是一种无污染，能量高，有广泛的应用前景的燃料电池。我校高一年级化学课外活动小组设计一种肼—空气燃料电池，除将化学能转化为电能外，还能将饱和食盐水淡化，同时还可获得盐酸和NaOH两种副产品。其工作原理如图所示： ①该燃料电池A电极名称是______，A电极的电极反应式为_______。 ②N膜为_____(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。 ③当电路中有0.2mol电子转移时，正极室质量增加_____g。 (5)NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，其原理如图所示。该电池在放电过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，Y可循环使用，则正极反应式为_______。 14．填空。 (1)将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。下图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。 ①电极b为_______极。 ②电极b上的电极反应为_______。 (2)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。 ①X为_______极，Y极的电极反应式为_______。 ②Y极生成1 mol Cl2时，_______mol Li+移向_______(填“X”或“Y”)极。 (3)微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池中，电解质溶液为酸性，示意图如下： ①该电池中外电路电子的流动方向为_______(填“从A到B”或“从B到A”)。 ②A电极附近甲醇发生的电极反应为_______。 15．材料是人类赖以生存与发展的重要物质基础。 (1)以下是生活中常见的物品：a.玻璃杯 b.电源插座 c.废旧干电池 d.废报纸 e.尼龙绳 f.轮胎 g.铁锅。请用相应的字母填空： ①用无机非金属材料制作的是_______。 ②用合成高分子材料中橡胶制作的是_______。 ③随意丢弃会对水体和土壤都造成污染的是_______。 ④如图所示，物品d可投入_______(填“A”或“B”)标志的垃圾桶中。 (2)经研究发现，长期使用铁锅炒菜，可有效减少缺铁性_______病症的发生，为了提高补铁效果，在炒菜时可经常加入适量的_______(填“食醋”或“料酒”)。炒完菜之后不洗锅，铁锅通常会生锈，此过程中主要发生_______腐蚀(填“化学”或“电化学”)，请写出金属防护的一种方法_______。 16．中国传统的农具、兵器曾大量使用铁，铁器的修复是文物保护的重要课题。 战国时期的铁制农具 (1)潮湿环境中，铁器发生电化学腐蚀的负极反应式是_______。 (2)铁器表面氧化层的成分有多种，性质如下： 成分 Fe3O4 FeO(OH) FeOCl 性质 致密 疏松 疏松 ① Fe(OH)2被空气氧化为Fe3O4的化学方程式是_______。 ② 在有氧条件下，Fe3O4在含Cl–溶液中会转化为FeOCl，将相关反应的离子方程式补充完整： 4Fe3O4 + O2 +___ ______ +____ H2O === ___ FeOCl + ____ ______ (3)化学修复可以使FeOCl转化为Fe3O4致密保护层：用Na2SO3和NaOH混合溶液浸泡锈蚀的铁器，一段时间后取出，再用NaOH溶液反复洗涤。 ① FeOCl在NaOH的作用下转变为FeO(OH)，推测溶解度FeOCl_____FeO(OH)(填“＞”或“＜”)。 ②Na2SO3的作用是_______。 ③检验FeOCl转化完全的操作和现象是_______。 17．电解精炼铜的阳极泥中主要含Ag、Au等贵重金属。以下是从精炼铜的阳极泥中回收银、金的流程图： 铜阳极泥氧化时，采用“低温焙烧”而不采用“高温焙烧”的原因是_______。 18．回答下列问题： (1)已知常温时红磷比白磷稳定，比较下列反应中△H的大小：△H1_______△H2(填“＞”或“＜”)。 ①P4(白磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H1 ②4P(红磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H2 (2)氨气是一种重要的物质，可用于制取化肥和硝酸等。已知H—H键、N—H键、N≡N键的键能分别是436kJ·mol-1、391kJ·mol-1、946kJ·mol-1.写出合成氨的热反应方程式：_______。 (3)科学家设计出质子膜H2S燃料电池，实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如图所示，写出负极的电极反应式_______。 19．已知：电解熔融氯化钠可生成钠和氯气。目前，世界各国主要采用电解熔融氯化钠的方法生产金属钠。现有如下物质的转化关系： 请回答下列问题： (1)A、D的化学式分别为_____、_____。 (2)B与C反应能制得一种消毒剂，该消毒剂的有效成分是_____(填化学式)，该消毒剂不能与洁厕灵(主要成分是盐酸)混用，否则会产生氯气(另外两种产物是NaCl和)，该反应的化学方程式为___________。 (3)C溶液与D溶液反应的实验现象为____，该反应的类型为____(填四大基本反应类型)。 (4)E含三种元素，E溶液与F溶液能发生反应，该反应的化学方程式为______。 (5)以电解饱和食盐水为基础制氯气等产品的工业称为“氯碱工业”，电解饱和食盐水的产物是上图中转化过程中的某三种物质，试推测这三种产物除了还有______ (填化学式)。 20．回答下列有关问题。 （1）某工业废水中仅含下表离子中的5种(不考虑水的电离及离子的水解)，且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L。 阳离子 K＋ Cu2＋ Fe3＋ Al3＋ Fe2＋ 阴离子 Cl－ CO32— NO3— SO42— SiO32— 某同学欲探究废水的组成，进行了如下实验： Ⅰ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰(透过蓝色钴玻璃观察)。 Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化。 Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变。 Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。 请推断：原溶液中所含阳离子是___________________，阴离子是_____________________。 （2）光伏发电是当今世界利用太阳能最主要方式之一。图1为光伏并网发电装置，图2为电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。 图1 图2 ①图1中N型半导体为____________(填“正极”或“负极”) ②该系统工作时，A极的电极反应式为___________________________________________。 ③若A极产生7.00gN2，则此时B极产生_____________LH2(标准状况下)。 21．为更好地利用化学变化中的物质变化和能量变化，在化学研究和工业生产中还需要关注化学反应的快慢和进行程度等。 (1)研究小组向溶液中加入溶液，产生AgCl沉淀，静置，得到AgCl滤液；在AgCl滤液中放入5cm长的镁条后，立即有无色气泡产生，气体可燃，滤液中逐渐出现白色浑浊。 【发现问题】对比发现，滤液反应比反应速率快。研究小组对此实验现象产生的原因进行了探究。 【查阅资料】类体积较小的阴离子，能够“钻入”膜，达到使其溶解的效果，称作“离子钻入效应”， 【提出猜想】 猜想一：钻入膜形成孔径，增大了和的接触面积，加快了的反应速率； 猜想二：在“离子钻入效应”基础上，置换形成许多微小的原电池，使反应速率进一步加快。 【实验设计】用砂纸擦去镁条表面氧化膜，取表面积和质量相同的镁条(5cm)，用浓度分别为、、溶液，按照下表进行系列实验，若有沉淀，先将沉淀过滤后，将滤液加入装Mg条的试管，并观察Mg条表面实验现象。 实验序号 实验现象 1 / / / 5.00 微小气泡附着 2 4.50 0.50 / / 大量气泡放出 3 4.50 / / 0.50 少量气泡放出 4 a / b / 少量气泡放出 ①根据表中信息，补充数据：a=_______，b=_______。 ②由实验1和实验3对比可知：有加快反应速率的作用。 ③由实验_______和实验_______对比可知：有加快反应速率的作用。 【实验结论】猜想一和猜想二成立。 (2)为了进一步证明原电池能加快体系中的反应速率，研究小组利用数字化实验进行了验证。 【实验设计】选取实验2和实验4两个实验方案，将各实验Mg条、溶液量等比例放大至30cm，，采集两个实验的时间、温度-时间变化数据(先采集约10s时溶液的时间、温度-时间数据，再投入Mg条继续采集时间、温度-时间数据)。实验数据如图所示： ④由初始数据可知，曲线_______(填“a”或“b”)表示实验2的时间变化曲线，请你解释原因_______。 ⑤在左右，两实验的变化都明显趋于平缓的原因_______。 ⑥“温度-时间”曲线分析：两种溶液的初始温度一致，投入镁条后，实验2温度增幅明显大于实验4，说明相同反应时间内，_______(填“实验2”或“实验4”)放热更多，因此速率更快。 【实验结论2】结合pH-时间、温度-时间曲线可知，原电池能加快体系中的反应速率。 22．某小组探究卤素参与的氧化还原反应，从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。 (1)浓盐酸与MnO2混合加热生成氯气。氯气不再逸出时，固液混合物A中仍存在盐酸和MnO2。 ①反应的离子方程式是__。 ②电极反应式：i.还原反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O；ii.氧化反应：__。 ③根据电极反应式，分析A中仍存在盐酸和MnO2的原因。 i.随c(H+)降低或c(Mn2+)浓度升高，MnO2氧化性减弱。ii.随c(Cl-)降低，__。 ④补充实验证实了③中的分析。 实验操作 试剂 产物检测 I 较浓H2SO4 有Cl2 II a 有Cl2 III a+b 无Cl2 a是__，b是__。 (2)利用c(H+)浓度对MnO2氧化性的影响，探究卤素离子的还原性。相同浓度的KCl、KBr和KI溶液，能与MnO2反应所需的最低c(H+)最小的是__，从原子结构角度说明理由__。 (3)根据(1)中结论推测：酸性条件下，加入某种化合物可以提高Br2的氧化性，将Mn2+氧化为MnO2。经实验证实了推测，该化合物是__。 (4)总结：物质氧化性和还原性随反应物和生成物浓度变化的一般规律是：氧化剂(还原剂)的浓度越大，其氧化性(还原性)越___(选填“强”或“弱”，下同)，还原产物(氧化产物)的浓度越大，对应的氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越___。 【参考答案】 一、选择题 1．A 解析：A．根据实验现象可知，实验Ⅰ中铁钉被空气中氧气氧化，随机出现极少量红色和蓝色区域，Fe2+与K3[Fe(CN6)]会生成蓝色沉淀，OH-在酚酞作用下会使溶液变红，故反应过程中溶液存在OH-、Fe2+，最后有少量红棕色铁锈生成，发生了吸氧腐蚀，但是不能说明K3[Fe(CN6)]与Fe 反应生成了Fe2+，A项错误； B．实验ⅠI中形成了以铁为正极，锌为负极的原电池，锌片发生氧化反应，故Ⅱ中铁的腐蚀速率降低，B项正确； C．实验Ⅱ中，溶液酸性较弱，且由铁钉周边出现红色区域可知，正极的电极反应式：，C项正确； D．若将片换成片，则实验Ⅱ中，铁为负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，铁钉周边会出现蓝色；铜为正极，根据C选项正极电极反应式可知，有OH-生成，铜片周边会出现红色，D项正确； 答案选A。 2．A 解析：A．该装置是电解池，将电能转化为化学能，A错误； B．b电极为阴极，发生还原反应，O2得电子生成HO，电极反应式为O2+H2O+2e-=HO+OH-，B正确； C．装置中阴极生成HO、OH-，阳极生成H+，所以电池工作时，内部生成的HO、OH-与H+反应生成H2O2和H2O，C正确； D．b电极为阴极，电极反应式为O2+H2O+2e-=HO+OH-，电路中通过2mol电子，消耗1molO2，标准状况下的体积为22.4L，D正确。 故选A。 3．C 【分析】根据工作原理图可知，Zn反应生成Zn(OH)，Zn失电子发生氧化反应，Zn电极为负极，电极反应式为：Zn+4OH――2e－=Zn(OH)；MnO2生成Mn2+，化合价降低，得到电子，MnO2为正极，电极反应式为：MnO2+2e－+4H+=Mn2++2H2O；正极区溶液为H2SO4溶液，SO通过a膜进入中间，负极区溶液为KOH溶液，K+透过b膜进入中间，中间制得K2SO4，以此分析解答。 解析：A．原电池中电子通过导线从负极流向正极，电子不能通过溶液，因此电子流向为Zn电极→负载→MnO2电极，故A错误； B．MnO2为正极，正极区电极反应为：MnO2+2e－+4H+=Mn2++2H2O，Zn电极为负极，电极反应式为：Zn+4OH――2e－=Zn(OH)，故B错误； C．电池工作时，SO通过a膜进入中间，K+透过b膜进入中间，故a膜为阴离子交换膜，b膜为阳离子交换膜，故C正确； D．电池放电时，正极区发生电极反应：MnO2+2e－+4H+=Mn2++2H2O，H+浓度减小，溶液pH增大，故D错误； 故选C。 4．C 解析：A．“84”消毒液有强氧化性，会将氧化为硫酸根离子，A错误； B．用惰性电极电解溶液生成铜和氯气，B错误； C．溶液中加足量溶液生成氢氧化钠、碳酸钡沉淀和水，C正确； D．与反应时是-1价的氧自身发生氧化还原，D错误； 故选C。 5．C 解析：A．开发利用太阳能、生物质能等清洁能源，可以节约化石资源，减少二氧化碳的排放，缓解温室效应，符合“社会主义生态文明观”要求，故A正确； B．维生素C具有还原性，可防止亚铁被氧化，可在口服硫酸亚铁片时同服维生素C，可增强治疗缺铁性贫血效果，故B正确； C．焦炭不能还原氧化铝，工业上利用电解熔融的氧化铝的方法，故C错误； D．碳酸钠溶液呈碱性，花青素在碱性环境下显蓝色，向葡萄酒中加入碳酸钠，如果溶液不变蓝，说明是假葡萄酒，故D正确； 故选C。 6．B 解析：A．不符合电荷守恒，钠与水反应的离子方程式为，A错误； B．向溶液中加入足量氨水：，B正确； C．用石墨电极电解溶液生成沉淀，C错误； D．碱性条件下，将NO氧化为时不可能大量存在，正确的离子方程式为，D错误； 故选B。 7．C 解析：A．碘离子具有还原性，加入过量HI溶液充分反应后，再滴加KSCN溶液，溶液未变红，说明铁离子和碘离子反应了，只能说明氧化性：，故A错误； B．高锰酸钾在反应中做氧化剂、过氧化氢做还原剂，故B错误； C．吸氧腐蚀在正极发生反应，O2+2H2O+ 4e- =4OH-；溶液边缘出现红色，说明发生了吸氧腐蚀溶液显碱性，故C正确； D．配制100mL的溶液，需要0.1mol，其质量为25g，故D错误； 故选C。 8．D 解析：电解精炼铜时，粗铜因含有杂质金属（铁、银等），所以做阳极，纯铜做阴极，阳极金属（主要是铁、铜）不断溶解，溶液中铜离子在阴极析出，粗铜变为纯铜，应该填“阴极”、“阳极”； 答案选D。 9．C 解析：A．江河为胶体，遇到海水，海水中含有的电解质可以使胶体聚沉而形成三角洲，故A正确； B．霓虹灯管是一个两端有电极的密封玻璃管，其中填充了一些低气压的气体，例如氦、氖、氩等稀有气体，故B正确； C．废旧电池含有汞镉等重金属，用完随便丢弃容易造成环境污染，应集中回收处理，防止污染土壤与水体，故C错误； D．碱性洗发水可以去除油脂，洗发时去油污先用显碱性的洗发水，再用显酸性的护发素中和掉残留的碱性物质，因此由洗发液显碱性可以推知护发素应该为酸性，故D正确； 故选C。 10．C 解析：A．电子不会经过溶液，只会在外电路，A错误； B．电极A为电解池阳极，发生氧化反应，B错误； C．电极B连接电源的负极，为电解池阴极，C正确； D．阴极区水电离出的氢离子得到电子生成氢气，溶液中氢氧根离子浓度变大，c处是氢氧化钠溶液，D错误； 故选C。 11．B 解析：A．钢铁在潮湿的空气中易形成原电池，发生电化学腐蚀，加快腐蚀，A正确； B．钢铁中含有Fe、C元素，可以作为两个活泼性不同的电极，在潮湿的空气中易形成原电池，发生电化学腐蚀，而不是化学腐蚀，B错误； C．钢铁被腐蚀后生成红褐色的铁锈(Fe2O3)，在外形、色泽以及机械性能等方面都将发生变化，C正确； D．一般情况下，温度越高，反应速率越快，温度对钢铁的化学腐蚀影响较明显，D正确； 综上所述答案为B。 12．D 【分析】由图可知，该装置为化学能转化成电能的原电池，锌为原电池的负极，碱性条件下，锌失去电子发生氧化反应生成氢氧化锌，电极反应式为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2，氧化银为正极，水分子作用下，氧化银得到电子生成银和氢氧根离子，电极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-，电池总反应为Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag。 解析：A．电池工作时，电子从锌极经过导线流向，不能经过溶液传递，A错误； B．负极Zn失去电子，发生氧化反应：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，正极上发生还原反应：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，总反应方程式为：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag，可知：反应消耗水，导致c(OH-)增大，电池工作一段时间后，电解质溶液的碱性增强，B错误； C．根据上述分析可知，Zn是电池的负极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2，C错误； D．原电池中，阴离子移向负极电池工作时，向锌电极方向移动，D正确； 故合理选项是D。 二、非选择题 13．(1)③⑤ (2)MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH- (3)CO(NH2)2-6e-+H2O=CO2↑+N2↑+6OH- (4) 负极 N2H4-4e-=N2↑+4H+ 阳离子交换膜 6.2 (5)O2+4e-+2N2O5=4NO 解析：（1）①锌和稀硫酸直接发生氧化还原反应，不能形成原电池；②中电极相同，不能形成原电池；③中铁和稀硫酸反应，与石墨电极构原电池；④酒精是非电解质，不能形成原电池；⑤中铁铜醋酸溶液形成原电池；⑥中某一形成闭合回路，不能形成原电池，答案选③⑤； （2）碱性锌锰干电池的总反应式为2MnO2+Zn+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2，二氧化锰得到电子，作正极，因此该电池工作时正极的电极反应式为MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH-。 （3）通入氧气的电极是正极，因此A电极是负极，尿素失去电子被氧化为二氧化碳和水，负极电极反应为CO(NH2)2-6e-+H2O=CO2↑+N2↑+6OH-。 （4）①该燃料电池中肼失去电子被氧化为氮气，所以A电极名称是负极，A电极的电极反应式为N2H4-4e-=N2↑+4H+。 ②正极氧气得到电子转化为氢氧根离子，钠离子通过阳离子交换膜进入正极区，与氢氧根结合转化为氢氧化钠，所以N膜为阳离子交换膜。 ③当电路中有0.2mol电子转移时，消耗0.05mol氧气，同时有0.2mol钠离子进入正极区，所以正极室质量增加0.05mol×32g/mol+0.2mol×23g/mol＝6.2g。 （5）该电池在放电过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，Y可循环使用，由于反应中二氧化氮失去电子被氧化，因此氧化物是N2O5，通入氧气的电极是正极，发生得到电子的还原反应，则正极反应式为O2+4e-+2N2O5=4NO。 14．(1) 正 CO2+2e-+2H+=HCOOH (2) 正 2Cl- -2e-=Cl2↑ 2 X (3) 从A到B CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+ 解析：（1）①根据图示可知：在电极b上CO2得到电子被还原产生HCOOH，所以b电极为正极； ②在电极b上CO2得到电子被还原产生HCOOH，则b电极的电极反应式为：CO2+2e-+2H+=HCOOH； （2）①根据图示可知：在X电极上H+得到电子被还原产生H2，故电极X为正极；Y电极上Cl-失去电子被氧化产生Cl2，故Y电极的电极反应式为2Cl- -2e-=Cl2↑； ②在电极Y上Cl-失去电子被氧化产生Cl2，Y电极的电极反应式为2Cl- -2e-=Cl2↑，每反应产生1 mol Cl2，反应过程中转移2 mol电子，阳极反应消耗2 mol Cl-，则根据电荷守恒可知会有2 mol Li+向X电极移动； （3）①根据图示可知：在A电极上甲醇失去电子被氧化产生CO2，同时产生H+，故A电极作为电池的负极，所以该电池外电路电子的流动方向为从电极A通过外电路流向电极B； ②在A电极附近，甲醇失去电子被被氧化产生CO2，同时产生H+，故A电极发生的电极反应为：CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+。 15．(1) a f c A (2) 贫血 食醋 电化学 刷漆、涂油、制成合金、牺牲阳极法、外加电流法等 解析：（1）a．玻璃杯主要成分是硅酸盐，属于无机非金属材料； b．电源插座为树脂等，如酚醛树脂、脲醛树脂，这些属于高分子材料； c．废旧电池中含有重金属元素汞等，有毒，不能随意丢弃； d．废报纸主要成分是纤维素； e．尼龙绳是由尼龙组成，尼龙属于聚酰胺； f．轮胎由橡胶制成，属于高分子材料； g．铁锅属于合金； ①用无机非金属材料制作的是玻璃杯，a符合题意；故答案为a； ②用橡胶制作的是轮胎，f符合题意；故答案为f； ③随意丢弃会对水体和土壤都造成污染的是废旧电池，c符合题意；故答案为c； ④废报纸主要分是纤维素，可以循环利用，故选项A符合题意；故答案为A； （2）用铁锅炒菜，可有效减少缺铁性贫血的发生；食醋成分是CH3COOH，属于电解质，铁能与醋酸反应生成可溶的亚铁离子，有利于铁的吸收；炒完菜后若不洗锅，锅中含有食盐等电解质，铁、碳容易形成原电池，发生电化学腐蚀，；要防止金属腐蚀，可以利用刷漆、涂油、制成合金、牺牲阳极法、外加电流法等；故答案为贫血；食醋；电化学；刷漆、涂油、制成合金、牺牲阳极法、外加电流法等； 16． Fe–2e- =Fe2+ 6Fe(OH)2 + O2 =2Fe3O4 + 6H2O 12 Cl- 6 12 12 OH- ＞ 作还原剂，将FeOCl还原为Fe3O4 取最后一次的洗涤液于试管中，加入HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，无白色沉淀产生，证明FeOCl转化完全 解析：（1）钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+； （2）①Fe(OH)2被空气氧化为Fe3O4的化学方程式是：6Fe(OH)2 + O2 =2Fe3O4 + 6H2O； ②Fe3O4在含Cl–溶液中会转化为FeOCl，Fe元素化合价升高，O元素化合价降低，根据得失电子守恒和原子守恒可以配平方程式为：4Fe3O4+O2+12Cl-+6H2O = 12FeOCl +12OH-； （3）①FeOCl在NaOH的作用下转变为FeO(OH)，根据沉淀转化的规律：溶解度小的转化为溶解度更小的，可知溶解度FeOCl＞FeO(OH)； ②FeOCl转化为Fe3O4的过程中，Fe元素化合价上升作氧化剂，则Na2SO3的作用是：作还原剂，将FeOCl还原为Fe3O4； ③FeOCl转化完全则溶液中存在大量氯离子，取最后一次的洗涤液于试管中，加入HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，无白色沉淀产生，证明FeOCl转化完全。 17．高温焙烧时，生成的Ag2O又分解为Ag和O2(或2Ag2O4Ag＋O2↑) 解析：低温焙烧时，Ag与氧气转化为Ag2O，高温时，氧化银分解又生成Ag和氧气；故答案为：高温焙烧时，生成的Ag2O又分解为Ag和O2(或2Ag2O4Ag＋O2↑)。 18．(1)＜ (2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92kJ/mol (3)2H2S-4e-=S2+4H+ 解析：（1）已知常温时红磷比白磷稳定，说明白磷能量高，反应放出的热量较多，由于放热ΔH＜0，放出的能量越多反应热越小，因此ΔH1＜ΔH2； （2）合成氨的反应方程式为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，H-H键、N-H键、N≡N键的键能分别是436kJ∙mol-1、391kJ∙mol-1、946kJ∙mol-1，焓变等于反应物的总键能-生成物的总键能，合成氨的焓变为946kJ∙mol-1+436kJ∙mol-1×3-391kJ∙mol-1×6=-92kJ∙mol-1，合成氨的热反应方程式：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92kJ∙mol-1； （3）a极上硫化氢失电子生成S2和氢离子，发生氧化反应，则a为负极，其电极反应为2H2S-4e-=S2+4H+； 19．(1) Na (2) NaClO (3) 有红褐色沉淀生成 复分解反应 (4) (5)NaOH、 【分析】由信息可知，电解熔融的NaCl生成Na和；与Fe能发生反应的是，推测可知A是Na、B是，Na与反应生成NaOH和，C能与反应，为NaOH；与NaOH反应生成的E是，或；Fe在中燃烧生成的D是，与反应生成的F是或。 解析：（1）由分析可知，A是Na、D是； （2）与NaOH反应生成NaClO、NaCl、，故该消毒剂的有效成分是NaClO。根据题意可知，该消毒剂与盐酸混合会产生、NaCl和，故该反应的化学方程式为； （3）NaOH溶液与溶液反应生成红褐色的沉淀，该反应属于复分解反应； （4）E溶液与F溶液能发生反应且E含有三种元素，则E是，F是，该反应的化学方程式为； （5）根据元素守恒可知，这三种产物只能是Na、H、Cl、O形成的，结合上述转化关系可知，这三种产物是NaOH、和。 20． Fe2＋、Cu2＋ Cl－、NO3—、SO42— 负极 CO(NH2)2＋8OH－－6e－═CO32—＋N2↑＋6H2O 16.8 解析：(1)Ⅰ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰(透过蓝色钴玻璃观察)，说明没有K+；Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化，说明没有Fe3+；Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变，说明 Fe2+与NO3-和H+反应生成NO，即溶液中有Fe2+、NO3-，加盐酸溶液中阴离子种类不变，说明原溶液中有Cl-，加盐酸溶液依然澄清，说明没有SiO32-；Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明有SO42-；由以上推断可知溶液中阴离子为 Cl-、NO3-、SO42-，且各为0.1mol/L；已经推断出的阳离子是Fe2+，其浓度为0.1mol/L，由电荷守恒可知溶液中还有一种+2价阳离子，所以还有Cu2+，所以甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是：Fe2+、Cu2+；阴离子是：Cl-、NO3-、SO42-，故答案为Fe2+、Cu2+；Cl-、NO3-、SO42-； (2)①该电池反应时中，氮元素化合价由-3价变为0价，H元素化合价由+1价变为0价，则氮元素被氧化，氢元素被还原，所以生成氮气的电极A是阳极，生成氢气的电极B是阴极，则图1中N型半导体为负极，P型半导体为正极，故答案为负极； ②A极为阳极，电极反应式为：CO(NH2)2+80H--6e-═CO32-+N2↑+6H2O，故答案为CO(NH2)2+8OH--6e-═CO32-+N2↑+6H2O； ③A极为阳极，电极反应式为：CO(NH2)2+80H--6e-═CO32-+N2↑+6H2O，若A极产生7.00g N2，即0.25molN2，则转移电子是1.5mol，此时B极产生氢气，B电极反应为：2H2O+2e-═H2↑+2OH-，转移1.5mol电子，产生氢气的体积是×22.4L/mol=16.8L，故答案为16.8。 21．(1) 4.50 0.50 2 4 (2) a 实验2溶液中存在Ag+，Ag+水解使溶液呈酸性，初始阶段溶液pH＜7 大量的氢氧化镁沉淀覆盖在镁条表面，阻碍了Mg和H2O反应的继续进行 实验2 解析：（1）①两种猜想均有“离子钻入效应”，因此除实验1为对照实验不需要加Cl-之外，实验中都需要有Cl-，故实验4需要加KCl，为了保持Cl-浓度相同，a=4.50；由表格可知，实验2、3加入的溶液总体积为5mL，为了保证体积相同，b=0.50； ③由表格数据可知，实验2加入AgNO3，产生气泡较多，实验4加KNO3，产生气泡较少，说明对实验没有影响，是Ag+加快了反应速率； （2）④实验2加入AgNO3，Ag+水解生成H+，导致溶液显酸性，初始的pH＜7，因此a曲线是实验2的pH-时间变化曲线； ⑤随着反应的进行，Mg与H2O反应生成的Mg(OH)2逐渐增多，Mg(OH)2难溶于水，附着在Mg的表面阻碍Mg与H2O的进一步反应，因此pH=11左右，两实验的pH变化都明显趋于平缓； ⑥由图像可知，实验2的曲线a温度的增幅明显大于实验4的曲线b，因此相同时间内实验2放热更多，反应速率更快。 22．(1) MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 2Cl--2e-=Cl2↑ Cl-还原性减弱或Cl2的氧化性增强 KCl固体(或浓/饱和溶液) MnSO4固体(或浓/饱和溶液) (2) KI Cl、Br、I位于第VIIA族，从上到下电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，阴离子的还原性逐渐增强 (3)AgNO3或Ag2SO4 (4) 强 弱 解析：（1）①二氧化锰和浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水，反应的离子方程式为：MnO2+4H+ +2Cl- Mn2++Cl2↑ + 2H2O； ②氧化反应是元素化合价升高，故氧化反应为：2Cl--2e- =Cl2↑； ③反应不能发生也可能是还原剂还原性减弱，或者产生了氧化性更强的氧化剂，故答案为：Cl-还原性减弱或Cl2的氧化性增强； ④可以从增大氯离子浓度的角度再结合实验II的现象分析，试剂a可以是KCl固体(或浓/饱和溶液)；结合实验III的显现是没有氯气，且实验III也加入了试剂a，那一定是试剂b影响了实验III的现象，再结合原因i可知试剂b是MnSO4固体(或浓/饱和溶液)； （2）非金属性越弱其简单阴离子的还原性越强，反应时所需的氢离子浓度越小，故顺序是KCl>KBr>KI，即能与MnO2反应所需的最低c(H+)最小的是KI；其原因是Cl、Br、I位于第VIIA族，从上到下电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，阴离子的还原性逐渐增强； （3）根据(1)中的结论推测随Cl-浓度降低导致二氧化锰的氧化性减弱，那么如果进一步降低Cl-浓度降低则可以导致可以提高溴的氧化性，将Mn2+氧化为MnO2，因此可以用AgNO3 或Ag2SO4降低Cl-浓度，故答案为：AgNO3 或Ag2SO4； （4）通过本题可以发现，物质氧化性和还原性还与物质的浓度有关，氧化剂(还原剂)的浓度越大，其氧化性(还原性)越强，还原产物(氧化产物)的浓度越大，对应的氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越弱；故答案为：强；弱。 学科网（北京）股份有限公司 $$